硫酸的制备

注意：④足量Zn与浓H2SO4反应，还原产物刚开始为SO2、浓H2SO4变稀时，还原为H2⑤Cu与浓H2SO4反应，还原产物为SO2，浓H2SO4变稀时，反应终止③浓H2SO4与不活泼金属单质反应，需加热（3）与还原性化合物反应：2HBr+H2SO4（浓）=Br2+SO2↑+2H2O2FeO+4H2SO4（浓）=Fe2(SO4)3+SO2↑+4H2O2HI+H2SO4(浓)==I2+SO2↑+2H2OH2S+H2SO4(浓)=S↓+SO2↑+2H2O浓硫酸和稀硫酸的组成和性质名称浓硫酸稀硫酸浓度成分和铜和铁、铝和碳体现氧化性的元素还原产物氧化性强弱特性大，98.3%小H2SO4分子H+、SO42-加热反应不反应常温钝化，加热反应反应生成H2加热反应不反应S+6H+1SO2H2强弱吸水性脱水性强氧化性酸的通性四.硫酸用途硫酸产量是衡量一个国家化工水平的标志硫酸的制备硫酸的制取在公元650～683年“炼石胆取精华法”——《黄帝九鼎神丹经诀》18世纪40年代前，用绿矾（FeSO4·7H2O）为原料，放在蒸馏釜中煅烧而制得硫酸。CuSO4·5H2O==CuO+SO3↑+5H2O∆2(FeSO4·7H2O)==Fe2O3+SO2↑+SO3↑+14H2OSO3+H2O==H2SO4∆SO3+H2O==H2SO4沸腾炉炉气原料粉碎空气1）造气及净化—沸腾炉一.硫酸的工业制备（接触法）4FeS2+11O2===2Fe2O3+8SO2高温硫磺(S)或黄铁矿(FeS2)净化点燃(S+O2===SO2)净化：防止催化剂中毒2SO2+O2===2SO3催化剂热交换器催化剂△净化沸腾炉接触室SO2、O2SO3冷气体热气体温度较高气体温度较低气体2）接触氧化---接触室接触室沸腾炉吸收塔SO398.3%H2SO4SO3+H2O=H2SO4放热反应尾气3）SO3的吸收—吸收塔发烟硫酸SO2、O24）尾气处理尾气的组成：SO2、O2、N2、少量SO3等回收利用——碱液吸收法：氨水2NH3+H2O+SO2=(NH4)2SO3工业上为什么不用水吸收SO3而是用98.3%的浓H2SO4来吸收?因SO3与水反应产生大量酸雾，不利于SO3的吸收；用98.3%的浓H2SO4吸收SO3，形成发烟硫酸，再用水稀释，效果更好。一、硫单质的主要性质及应用1．硫元素的存在形态石膏CaSO4·2H2O芒硝Na2SO4·10H2O硫铁矿(FeS2)重晶石BaSO42.硫单质的物理性质俗称颜色状态溶解性水酒精CS2微溶硫黄黄色不溶易溶(1)与金属反应：与变价金属反应生成低价态硫化物①硫与铁反应：②硫与铜反应：③硫与汞反应：3.硫单质的化学性质S＋Fe=====△FeSS＋2Cu=====△Cu2SS+Hg=HgS（除汞）②硫与O2反应：硫在空气中燃烧火焰颜色为，在氧气中燃烧火焰颜色为。S＋O2=====点燃SO2淡蓝色蓝紫色硫与过量氧气反应能否生成SO3？(3)与化合物反应3S+6NaOH===2Na2S+Na2SO3+3H2O△S+6HNO3（浓）===H2SO4+6NO2↑+2H2O△△S＋H2===H2S。(2)与非金属反应①硫与H2反应：S+2H2SO4（浓）===3SO2↑+2H2O△哪些事实能说明硫的氧化性比氯气的氧化性弱？(1)与Fe反应，产物中Fe的价态不同，Fe＋S=====△FeS(Fe为＋2价)，2Fe＋3Cl2=====点燃2FeCl3(Fe为＋3价)。(2)利用置换反应：H2S＋Cl2=S↓＋2HCl。无色，有刺激性气味的气体，有毒，密度比空气的大，易溶于水。二、硫的氧化物的性质及其应用1．二氧化硫(1)SO2的物理性质(2)SO2的化学性质①酸性氧化物的通性a．通入石蕊试液中反应：。b．逐渐通入少量澄清石灰水中离子方程式：。现象：。SO2＋Ca2＋＋2OH－===CaSO3↓＋H2OCaSO3＋SO2＋H2O===Ca2＋＋2HSO－3先生成白色沉淀，后沉淀溶解SO2＋H2OH2SO3可选择用碱液(NaOH溶液)吸收尾气，防止空气污染。c.与碱性氧化物反应：SO2+Na2O=Na2SO3a.与O2反应：b.通入氯水中离子方程式：现象：。c.能使酸性KMnO4溶液褪色。SO2＋Cl2＋2H2O===2Cl－＋4H＋＋SO2－4溶液颜色褪去③氧化性(Ⅰ)与硫化氢的反应为：SO2＋2H2S=3S↓＋2H2O。(Ⅱ)镁能在SO2气体中燃烧,其方程式为：②还原性2KMnO4+5SO2+2H2O=2MnSO4+K2SO4+2H2SO4SO2＋2Mg====2MgO＋S点燃S＋Mg====MgS点燃d.与某些盐反应SO2+2NaHCO3=Na2SO3+CO2↑+H2O(除CO2中含的SO2杂质)通入品红溶液，一段时间后再加热。现象为：原理：品红溶液先褪色，加热后又恢复原色④漂白性与有色物质化合生成不稳定的无色物质。---暂时性品红溶液的红色褪去；加热后，溶液又恢复红色这是检验SO2的方法之一。不能使紫色石蕊试液褪色(石蕊变红)选择性：氯水、H2O2、Na2O2、O3二氧化硫活性炭原理实质效果范围几种物质漂白原理的比较氯水中HClO将有色物质氧化成无色物质氧化还原反应永久性漂白大多数有色物质，能使紫色石蕊试液先变红后褪色SO2溶于水与有色物质直接化合生成不稳定的无色物质非氧化还原反应暂时性漂白某些有色物质，不能使紫色石蕊试液褪色(石蕊变红)吸附有色物质物理变化永久性（3）SO2的实验室制法和检验①原理:②装置､收集:与制取Cl2相似(可不加热)｡③检验是否收集满④尾气吸收:用NaOH溶液吸收｡Na2SO3+H2SO4(较浓)=Na2SO4+SO2↑+H2O｡将湿润的品红试纸放在瓶口,若迅速褪色,证明已收集满｡（4）SO2对大气的污染与防治①来源：②危害：化石燃料的燃烧及含硫矿石的冶炼生产；污染大气，危害人体健康，形成酸雨。形成酸雨的反应过程③防治：开发新能源、燃煤除硫、处理工业废气。处理方法通常用碱液吸收(NaOH或氨水)｡（5）SO2的用途A.制硫酸：SO2—SO3—H2SO4B.漂白纸浆、毛、丝、草帽。SO2CO2颜色气味无色、刺激性气味无色无味溶解性易溶，1∶40微溶，常温常压下1∶1与碱反应通入澄清石灰水中，先生成沉淀，当气体过量时沉淀又溶解通入澄清石灰水中，先生成沉淀，当气体过量时沉淀又溶解2.SO2与CO2性质的比较SO2CO2氧化性SO2＋2H2S===3S↓＋2H2OCO2＋C=====高温2CO还原性能被酸性高锰酸钾、氧气、氯水、溴水、碘水等氧化剂氧化无漂白性能与某些有色物质生成不稳定的无色物质而使其褪色无对环境的影响形成酸雨，直接危害人体健康引起温室效应3.SO2与CO2的常用鉴别法(1)闻气味法CO2无刺激性气味，而SO2有刺激性气味。(2)品红溶液法(3)高锰酸钾(或溴水)法(1)物理性质熔点16.8℃，沸点44.8℃，常温下为，标准状况下为。液态固态CaO＋SO3=CaSO4SO3＋Ca(OH)2=CaSO4＋H2O(2)化学性质4．三氧化硫与CaO、Ca(OH)2反应的方程式为：酸性氧化物(硫酐)的通性SO3与水反应的方程式:｡SO3易溶于浓H2SO4,得到发烟硫酸｡SO3+H2O=H2SO4用饱和NaHSO3溶液除去SO2中的SO3,其反应方程式:2NaHSO3+SO3=Na2SO4+2SO2↑+H2O（3）硫的氧化物对大气的污染含硫化石燃料金属矿物酸雨5.6脱硫5.硫化氢(H2S)物理性质无色有臭鸡蛋气味的气体，溶于水(1:2.6)。有剧毒。其水溶液叫氢硫酸(二元弱酸，不稳定)化学性质点燃2)还原性能与一些氧化剂如:SO2、氯气、浓硫酸、硝酸、高锰酸钾溶液等反应1)可燃性氧气不足2H2S+O2=====2S+2H2O氧气充足2H2S+3O2====2SO2+2H2O点燃3)热分解H2S===H2+SH2S+Cl2=2HCl+S↓H2S+H2SO4（浓）=S↓+SO2↑+2H2OFeS+2HCl=FeCl2+H2S↑4)实验室制H2S：①与酸反应：SO32-+H+=HSO3-SO32-+2H+=SO2↑+H2O实验室制取SO2②有还原性：2Na2SO3+O2=2Na2SO4③有氧化性:SO32-＋2S2-+6H+=3S↓+3H2O（一定要在酸性条件下）亚硫酸盐（SO32-）向溶液中加入盐酸，将产生的气体通入品红溶液中,红色褪去；或加入氯化钡溶液，生成白色沉淀，加入盐酸，沉淀溶解并产生具有刺激性气味的气体。发生的反应为:OO232222332322SO2HSOHSOBaBaSOBaSO2HBaSOHSO32-的检验SO42-的检验常见的硫酸盐晶体有生石膏（CaSO4·2H2O）､熟石膏（2CaSO4·H2O）､胆矾（CuSO4·5H2O）､明矾（KAl(SO4)2·12H2O）､重晶石（BaSO4）､皓矾（ZnSO4·7H2O）､芒硝（Na2SO4·10H2O）､绿矾（FeSO4·7H2O）其中熟石膏可用于制造模型及绷带，调节水泥凝结时间；胆矾可用于制波尔多液；明矾可做净水剂；重晶石在医疗上可用做“钡餐”，绿矾制农药，在医疗上可用于治疗贫血｡硫酸盐含硫化合物的相互转化在通常状况下，A是固体单质｡根据如图所示的转化关系，回答下列问题:A___,B_____,C_____,D_____,E_____SH2SSO2H2SO4SO3(2)写出下列指定反应的化学方程式:B→C:C→DE→C(1)写出A~E的化学式:转化关系的还有：氮元素：N2――→O2NO――→O2NO2――→H2OHNO3钠元素：Na――→O2Na2O――→O2Na2O2――→H2ONaOH碳元素：C――→O2CO――→O2CO2――→H2OH2CO3中学阶段常见的如下A――→O2B――→O2C――→H2OD